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桥上CRTSⅡ型板式轨道假缝开裂及其影响研究

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桥上CRTSⅡ型板式轨道假缝开裂及其影响研究

作者：黄河山西南交通大学

学位级别：硕士

CRTS II型板式无砟轨道在我国高速铁路系统中有着广泛的应用。目前,在京沪高铁、京津城际、石武客专等线路上均采用的是Ⅱ型板轨道。Ⅱ型板为纵连结构,在温度荷载等因素作用下极易产生裂缝。为了控制轨道板裂纹的无序发展,在轨道板上设... 详细信息

CRTS II型板式无砟轨道在我国高速铁路系统中有着广泛的应用。目前,在京沪高铁、京津城际、石武客专等线路上均采用的是Ⅱ型板轨道。Ⅱ型板为纵连结构,在温度荷载等因素作用下极易产生裂缝。为了控制轨道板裂纹的无序发展,在轨道板上设置有假缝,假缝开裂后,会影响到轨道结构的受力特性,对轨道结构各部件的正常工作及耐久性也会产生不利的影响。本文针对Ⅱ型板假缝的开裂,主要进行了以下几方面的研究： (1)根据现场调研结果,总结了各种类型的板式无砟轨道的裂纹发展形式。对于Ⅱ型板,调研结果显示,其裂纹除了发生在假缝处外,在非假缝处及宽接缝新旧混凝土交界处,同样存在裂纹。 (2)通过合理的力学简化,建立了桥上CRTS II型板式无砟轨道静力学模型,采用有限元方法计算分析了不同工况下的假缝开裂特点。研究结果表明,正温度梯度或列车荷载作用下,假缝不会发生开裂;而在负温度梯度达到50℃/m时或者整体降温幅度达到15℃时,假缝处裂尖应力强度因子超过了混凝土断裂韧度,表明此时假缝有出现开裂的可能。如果砂浆与轨道板之间出现了离缝,会对假缝的开裂产生一定的影响,其中在负温度梯度下,离缝抑制假缝的开裂,在整体降温工况下,离缝加剧假缝的开裂。假设某一条假缝已经贯通开裂,同时考虑到假缝贯通开裂所导致的砂浆层离缝的连带产生,那么这会影响到其周边假缝的开裂,即某一条假缝出现开裂,那么与其相邻的假缝将不易再出现开裂。 (3)针对轨道板假缝的开裂,分析了假缝开裂后轨道结构各部件的受力变化情况。结果表明,假缝开裂后,轨道结构各部件(包括轨道板、砂浆层、底座板、纵连钢筋)应力分布均发生显著的变化。假缝的开裂对轨道板受力有利,对砂浆层及纵连钢筋受力都会产生不利的影响,特别是在假缝贯通开裂处,其应力均会发生突变。在整体降温10℃工况下,假缝的贯通开裂会导致砂浆层的连带破坏,在正温度梯度40℃/m及负温度梯度20℃/m工况下,假缝的开裂不会导致砂浆层的连带破坏。在正温度梯度40℃/m、负温度梯度20℃/m工况下,假缝的开裂不会导致底座板的连带破坏,在整体降温10℃工况下,考虑到砂浆层与底座板之间的粘结破坏后,假缝的开裂也不会导致底座板的连带破坏。

关键词： CRTS Ⅱ型板式轨道有限元分析假缝断裂力学

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面向多用途并联机械臂的研究与设计

面向多用途并联机械臂的研究与设计

作者：黄河山北京林业大学

学位级别：硕士

并联机构以其运动精度高、承载能力强、刚度质量比大、速度响应快与结构稳定等特点,在并联机床(PKM)、运动模拟器、工业与医疗机器人等众多技术领域得到了越来越广泛的应用。鉴于串联机构难以实现复杂的空间曲面轨迹运动,本文提出了一... 详细信息

并联机构以其运动精度高、承载能力强、刚度质量比大、速度响应快与结构稳定等特点,在并联机床(PKM)、运动模拟器、工业与医疗机器人等众多技术领域得到了越来越广泛的应用。鉴于串联机构难以实现复杂的空间曲面轨迹运动,本文提出了一种应用在沿空间曲线及曲面进行作业的6-HUS并联运动平台,并对其运动学、动力学、工作空间、虚拟仿真以及控制系统等方面进行了相关的分析与研究,主要研究内容如下：首先,对6-HUS并联运动平台的结构模型进行了简要的介绍,采用空间矢量法建立了该并联运动平台的运动学方程。通过空间矢量法与直接求导法建立了6-HUS并联运动平台动平台与丝杠滑块之间的速度映射关系,推导出了由丝杠滑块向动平台映射的速度Jacobian矩阵与加速度Hessian矩阵。其次,在6-HUS并联运动平台相关结构进行简化分析的基础上,采用Lagrange法,结合虚功原理建立了该并联运动平台的动力学方程,基于Matlab软件对给定的动力学算例进行理论数值计算,得到各丝杠滑块的驱动力曲线,为动力学仿真分析给出了参照依据。再次,基于6-HUS并联运动平台的运动学位置反解,结合工作空间的约束条件,采用极限边界数值搜索算法对该并联运动平台的工作空间进行搜索,利用Matlab软件绘制出了该并联运动平台在不同姿态参数下的位置工作空间,实现了对工作空间的可视化分析。然后,采用SolidWorks软件创建6-HUS并联运动平台虚拟样机,基于ADAMS软件对该虚拟样机进行仿真分析,仿真结果验证了第二章、第三章建立的运动学与动力学方程是正确的。最后,基于LINUXCNC开放式数控系统对6-HUS并联运动平台的控制系统进行了设计,实现了对该并联运动平台的运动控制。

关键词： 6-HUS并联运动平台运动学动力学工作空间虚拟仿真控制系统

6-HUS并联运动平台动力学建模与仿真分析

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北京林业大学学报 2015年第4期37卷 143-150页

作者：黄河山李婷刘晋浩北京林业大学工学院

鉴于串联机构难以实现复杂的空间曲面轨迹运动,提出了一种应用在沿空间曲线及曲面进行作业的6-HUS并联运动平台。对6-HUS并联运动平台进行动力学分析,并采用拉格朗日法建立其动力学模型。结合给定的运动算例,通过Matlab软件编程对所建... 详细信息

鉴于串联机构难以实现复杂的空间曲面轨迹运动,提出了一种应用在沿空间曲线及曲面进行作业的6-HUS并联运动平台。对6-HUS并联运动平台进行动力学分析,并采用拉格朗日法建立其动力学模型。结合给定的运动算例,通过Matlab软件编程对所建立的动力学模型进行求解,得到了各个驱动杆的驱动力变化曲线。再采用Adams软件对6-HUS并联运动平台虚拟样机进行动力学仿真,虚拟仿真得到的驱动力曲线与数值仿真结果基本一致,证明在机构模型进行适当简化的基础上,采用拉格朗日法建立的动力学模型是可行的,这为后续的动力学优化与控制系统设计提供了理论依据。

关键词： 6-HUS并联平台拉格朗日法动力学模型 Adams仿真

带不同绝缘措施的钢筋混凝土梁疲劳性能试验研究

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铁道建筑 2013年第11期53卷 23-26页

作者：杨政黄河山赵坪锐西南交通大学土木工程学院四川成都610031

板式无砟轨道是我国应用十分普遍的一种轨道结构形式,但由于轨道板、底座、凸形挡台内的钢筋回路与钢轨通过电流之间的互感作用,影响了谐振式无绝缘轨道电路的传输长度,所以轨道板内必须做绝缘措施。轨道结构目前采取的绝缘措施有三种:... 详细信息

板式无砟轨道是我国应用十分普遍的一种轨道结构形式,但由于轨道板、底座、凸形挡台内的钢筋回路与钢轨通过电流之间的互感作用,影响了谐振式无绝缘轨道电路的传输长度,所以轨道板内必须做绝缘措施。轨道结构目前采取的绝缘措施有三种:钢筋的交叉点加设绝缘卡、采用绝缘套管、采用涂层钢筋。本文主要探讨带三种绝缘措施的钢筋混凝土梁试件的疲劳性能,通过试验的方法得出极限荷载、跨中挠度以及纯弯段应变,综合比较得出带绝缘套筒的钢筋混凝土梁试件极限荷载值最大,带绝缘卡的钢筋混凝土梁试件疲劳性能最好。

关键词：钢筋混凝土梁疲劳试验疲劳次数跨中挠度纯弯段应变

基于COSMOS/Works链锯链轮的有限元分析

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木材加工机械 2012年第3期23卷 40-42页

作者：关健黄河山李黎北京林业大学材料科学与技术学院北京100083

以伐木链锯链轮为例,运用Solidworks对链轮进行虚拟设计,以COSMOS/Works有限元分析软件为平台对模型结构进行强度和刚度分析,从中及时发现设计缺陷并进行结构优化,提高了设计效率。

关键词： Solidworks COSMOS/Works 有限元

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喉罩在麻醉和气道管理中的地位

中华麻醉学杂志 2002年第8期22卷 508-511页

作者：熊志添黄河山许学兵伊利沙伯医院麻醉科

1985年Brain引入喉罩(LMA),从此改变了气道管理的传统概念[1].过去,面罩和气管内插管是麻醉期间标准的气道控制方法.现在LMA已经取代了这一重要地位,英国30%-60%的全身麻醉应用喉罩,香港伊利沙伯医院应用率约20%.在急救复苏方面,经培训... 详细信息

1985年Brain引入喉罩(LMA),从此改变了气道管理的传统概念[1].过去,面罩和气管内插管是麻醉期间标准的气道控制方法.现在LMA已经取代了这一重要地位,英国30%-60%的全身麻醉应用喉罩,香港伊利沙伯医院应用率约20%.在急救复苏方面,经培训后的救护人员已将LMA作为成人气道维持和基本生命支持的一种替代设施.

关键词：喉罩麻醉气道管理

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一种新型钢筋桁架轨枕技术的研究

铁道工程学报 2016年第12期33卷 88-92,98页

作者：刘玉祥管吉波左一舟黄河山铁道第三勘察设计院集团有限公司天津300142

研究目的:为解决城市轨道交通无砟轨道中常用短轨枕和长轨枕存在的固有不足,通过研究提出一种新型钢筋桁架轨枕结构。借鉴高速铁路双块式轨枕的技术经验,结合城市轨道交通工程的实际情况,在力学计算分析的基础上,提出合理的钢筋桁架轨... 详细信息

研究目的:为解决城市轨道交通无砟轨道中常用短轨枕和长轨枕存在的固有不足,通过研究提出一种新型钢筋桁架轨枕结构。借鉴高速铁路双块式轨枕的技术经验,结合城市轨道交通工程的实际情况,在力学计算分析的基础上,提出合理的钢筋桁架轨枕结构型式尺寸及设计技术要求,从而为城市轨道交通无砟轨道设计提供借鉴。研究结论:(1)为适应不同的制造条件,研究提出两种类型的钢筋桁架轨枕:单组桁架方案和双组桁架方案,单组桁架方案轨枕适用于利用目前城市轨道交通传统的轨枕制造技术制造,双组桁架方案轨枕适用于新建轨枕厂采用机械化流水线方式制造;(2)推荐的单组桁架方案轨枕结构为:一组钢筋混凝土轨枕块通过3根纵向主筋和横向、垂向连接钢筋组成的一组桁架连接成为整体,钢筋桁架埋设于轨枕块内,不伸出轨枕底部;(3)推荐的双组桁架方案轨枕结构为:一组钢筋混凝土轨枕块通过2组波纹形钢筋桁架连接成为整体,钢筋桁架上部钢筋埋设于轨枕内,下部伸出轨枕底部;(4)轨枕块的型式尺寸:轨枕块长540 mm,上宽260 mm,下宽280 mm,高度170 mm,采用C50钢筋混凝土结构;(5)通过力学计算分析,钢筋桁架轨枕在不同的荷载作用下,满足结构受力和变形要求;(6)研究的钢筋桁架轨枕在深圳市城市轨道交通三期工程的7、9、11号线中已大规模铺设,实施效果良好;(7)该研究成果可在城市轨道交通项目上推广应用。

关键词：城市轨道交通钢筋桁架钢筋混凝土轨枕轨道技术结构设计

地铁车辆段大间距立柱式检查坑轨道受力特性研究

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铁道勘察 2022年第1期48卷 123-127页

作者：黄河山中国铁路设计集团有限公司广东分公司深圳518000

为明确车辆段库内扣件大间距立柱式检查坑轨道的受力特性,基于有限单元法,研究不同扣件间距对轨道受力变形的影响;通过ANSYS与LS_YNA建立车辆-轨道耦合动力学模型,对实际列车动荷载下的轨道受力变形进行计算;建立扣件锚固螺栓精细化有... 详细信息

为明确车辆段库内扣件大间距立柱式检查坑轨道的受力特性,基于有限单元法,研究不同扣件间距对轨道受力变形的影响;通过ANSYS与LS_YNA建立车辆-轨道耦合动力学模型,对实际列车动荷载下的轨道受力变形进行计算;建立扣件锚固螺栓精细化有限元模型,进一步分析螺栓的受力情况。结果表明:(1)在列车静荷载作用下,随着扣件间距增加,胶垫压缩量、扣件剪切力均呈现明显线性增大趋势,扣件上拔力先增大后减小,扣件间距取1.9 m时,胶垫压缩量超出规范要求值,故建议立柱式检查坑扣件间距不超过1.8 m;(2)扣件间距取设计值1.4 m时,在列车动荷载作用下,最大轮轨力为81.76 kN,相较于静轮载增加2.2%,扣件受力变形符合规定要求;(3)在抗拔力和剪切力作用下,螺栓和螺纹套管的受力均符合设计要求。

关键词：地铁车辆段扣件大间距受力特性有限单元法

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城市轨道交通轨道工程接口设计

山西建筑 2021年第8期47卷 127-130页

作者：黄河山中国铁路设计集团有限公司广东分公司广东深圳518000

轨道工程作为城市轨道交通设计及建设中的重要环节,起到了承上启下的作用。轨道工程设计中,与其他相关专业接口众多,例如结构、给排水、工艺等。结合深圳地铁10号线的设计及施工配合经验,对预制轨道板设计与结构、线路、综合管线专业的... 详细信息

轨道工程作为城市轨道交通设计及建设中的重要环节,起到了承上启下的作用。轨道工程设计中,与其他相关专业接口众多,例如结构、给排水、工艺等。结合深圳地铁10号线的设计及施工配合经验,对预制轨道板设计与结构、线路、综合管线专业的接口问题,区间轨道排水设计与给排水专业、结构专业的接口问题,车辆段立柱式检查坑道床与工艺专业的接口问题进行了探讨,并就已出现的接口问题提出了优化设计建议。

关键词：轨道接口设计预制轨道板排水立柱式检查坑